LED陶瓷9292系列10W白光LED规格书 - 尺寸9.2x9.2x1.6mm - 电压28V - 功率10W - 中文技术文档

1. 产品概述

9292陶瓷系列是一款专为严苛照明应用设计的高功率表面贴装LED解决方案，这些应用需要强大的热管理和稳定的光学性能。陶瓷基板提供了卓越的散热能力，使LED能够在更高的驱动电流下工作，并在其使用寿命内维持光通量输出和色彩稳定性。该系列特别适用于可靠性、高光通量和精确色彩控制至关重要的应用场景。

1.1 核心优势

• 卓越的热性能：陶瓷封装具有低热阻，能有效地将热量从LED结传输到PCB和散热器，从而延长使用寿命并防止光衰过早发生。
• 高功率处理能力：能够在高达500mA的连续正向电流下工作，在紧凑的9.2mm x 9.2mm封装尺寸内提供高光输出。
• 稳定的色彩一致性：采用严格的色温（CCT）和光通量分档系统，确保同一生产批次内的色彩和亮度差异最小化。
• 宽视角：典型的120度半强度角提供了宽广、均匀的照明，适用于区域照明和筒灯应用。

1.2 目标应用

此LED专为专业和工业照明市场设计，包括但不限于：高棚灯、路灯、建筑立面照明、高输出筒灯，以及需要精确光谱控制和高效率的专业植物生长灯。

2. 深入技术参数分析

本节对规格书中指定的关键电气、光学和热学参数提供详细、客观的解读。

2.1 绝对最大额定值

这些数值代表了可能导致器件永久损坏的应力极限。不建议在达到或接近这些极限的条件下工作，以确保长期可靠性能。

• 正向电流（IF）：500 mA（连续）。超过此电流会使结温呈指数级上升，存在灾难性故障的风险。
• 正向脉冲电流（IFP）：700 mA（脉冲宽度≤10ms，占空比≤1/10）。此额定值允许短暂的过驱动场景，例如在测试或脉冲操作电路中，但必须严格遵守脉冲条件。
• 功耗（PD）：15000 mW（15W）。这是封装能够耗散的最大允许功率，计算公式为VF * IF。在高驱动电流下，必须配备适当的散热器以确保不超过此限值。
• 结温（Tj）：125 °C。半导体结允许的最高温度。应用的热设计必须确保在所有工作条件下Tj均低于此值，以维持规定的性能和寿命。
• 焊接温度（Tsld）：回流焊温度为230°C或260°C，最长10秒。这定义了PCB组装的工艺窗口。

2.2 典型电光特性

在标准测试条件T_s= 25°C（基板温度）下测量。

• 正向电压（V_F）：典型值28V，在I_F=350mA时最大30V。相对较高的电压表明封装内很可能是多芯片串联配置。设计人员必须确保驱动器能提供足够的电压裕量。
• 反向电压（V_R）：5V。LED对反向偏压非常敏感。如果存在施加反向电压的任何风险，电路保护（例如并联二极管）至关重要。
• 视角（2θ_1/2）：120°（典型），140°（最大）。这种宽光束角非常适合普通照明，在许多应用中减少了对二次光学器件的需求。

3. 分档系统说明

精确的分档系统对于确保照明项目中的色彩和亮度均匀性至关重要。此LED采用多维分档方法。

3.1 相关色温（CCT）分档

产品提供照明行业常见的标准CCT：2700K（暖白）、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K（中性白）、5700K和6500K（冷白）。每个CCT在CIE 1931色度图上进一步划分为特定的色度区域（例如，2700K对应8A、8B、8C、8D）。这个双字母代码确保发出的白光落在非常严格的色彩空间内，最大限度地减少单个LED之间的可感知差异。

3.2 光通量分档

光通量基于350mA驱动电流下的最小值进行分档。例如，一个中性白LED（3700-5000K）带有3K光通量代码，保证最小输出为800流明，典型值为900流明。3L代码保证最小900流明。需要注意的是，制造商规定的是最小值，实际发货的部件可能超过这些值，同时仍符合订购的CCT分档。

3.3 型号解码

型号T12019L(C、W)A遵循结构化格式，编码了关键特性：
T [系列代码] [光通量代码] [CCT代码] [内部代码] - [其他代码]。
例如，'12'表示9292陶瓷封装。'L'、'C'或'W'分别表示暖白、中性白或冷白。理解此命名法对于准确订购至关重要。

4. 性能曲线分析

提供的图表提供了LED在不同条件下行为的关键见解。

4.1 正向电流与正向电压（I-V曲线）

此曲线是非线性的。正向电压具有负温度系数；随着结温升高而降低。在恒流驱动器设计中必须考虑这一点，以避免散热不良设计中的热失控。

4.2 相对光通量与正向电流

光输出随电流增加呈亚线性增长。虽然在更高电流（例如500mA）下驱动会产生更多光，但光效（每瓦流明）通常会降低，并且结温显著上升。最佳驱动电流需平衡输出、效率和寿命。

4.3 光谱功率分布与结温影响

相对光谱能量曲线显示了白光LED（蓝光芯片与荧光粉组合）在不同波长上的光分布。显示结温与相对光谱能量关系的图表说明了色彩偏移。随着Tj升高，荧光粉转换效率可能发生变化，通常导致CCT偏移和显色指数（CRI）潜在下降。保持低Tj是色彩稳定性的关键。

5. 机械与封装信息

5.1 尺寸与外形图

LED的方形占位面积为9.2mm x 9.2mm，典型高度约为1.6mm。陶瓷本体提供了坚固平坦的表面，便于可靠的拾放组装和高效的热接触。

5.2 推荐焊盘布局与钢网设计

规格书提供了详细的焊盘图形和焊膏钢网图纸。焊盘设计对于电气连接和作为主要热路径都至关重要。推荐的钢网开孔确保沉积正确体积的焊膏，形成可靠的焊点而不会造成短路。这些机械图纸规定了±0.10mm的公差。

5.3 极性识别

5.3 极性识别

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

此LED兼容标准的无铅（SAC）回流工艺。最高峰值温度不应超过260°C，高于230°C的时间应限制在10秒以内。建议控制升温速率和冷却速率，以防止对陶瓷封装造成热冲击。

6.2 操作与储存注意事项

LED对静电放电（ESD）敏感。应在防静电保护环境中使用接地设备操作。储存在原装防潮袋中，条件应在规定的储存温度范围（-40°C至+100°C）内且湿度较低。如果封装长时间暴露在环境空气中，回流焊前可能需要进行烘烤，以防止“爆米花”现象（因蒸汽压力导致封装开裂）。

7. 应用设计考量

7.1 热管理

这是设计高功率LED时最关键的一个方面。使用具有厚铜层（例如2盎司或更厚）的PCB，并在LED焊盘下方设置散热过孔，将热量传递到次级散热器。外部散热器的尺寸和设计必须基于最高环境温度、驱动电流和期望的结温（建议低于100°C以获得最佳寿命）进行计算。导热界面材料（TIM），如导热硅脂或导热垫，可以改善热传递。

7.2 电气驱动

恒流驱动器对于稳定运行是必需的。驱动器的额定值必须满足LED串的总正向电压（V_F* 串联LED数量）和所选驱动电流的要求。应包括过压、反极性以及开路/短路保护。如果应用需要，需考虑调光功能（PWM或模拟）。

7.3 光学集成

120度的宽视角对于许多应用可能已足够。对于需要更受控光束模式的场合，可以使用专为9292占位面积设计的二次光学器件（反射器或透镜）。确保任何光学材料都能承受LED的工作温度和紫外线照射。

8. 与其他技术的比较

与塑料封装的SMD LED（例如5050）相比，9292陶瓷系列提供了显著更高的功率密度和更优越的热性能，从而在高驱动电流下实现更长的寿命和更高的可靠性。与COB（板上芯片）LED相比，9292是一个分立元件，在阵列设计上提供了更大的灵活性，更容易更换，并且通常具有更好的点光源特性，便于光学控制。

9. 常见问题解答（FAQ）

9.1 此LED的典型寿命（L70/B50）是多少？

规格书未指定寿命曲线（L70，光通量维持率降至70%的时间）。这在很大程度上取决于应用的热管理和驱动电流。当在推荐电流或低于推荐电流下工作，并配备适当的散热器时，预期寿命可超过50,000小时。具体可靠性数据请咨询制造商。

9.2 我可以在500mA下连续驱动此LED吗？

可以，500mA是最大连续正向电流额定值。然而，这样做会产生最大热量。应用必须具备卓越的热管理能力，以将结温保持在安全限值内（<<125°C），才能达到额定性能和寿命。通常，在较低电流（例如350mA）下驱动，能在效率、寿命和热负载之间取得更好的平衡。

9.3 如何解读光通量分档代码（例如3K、3L）？

光通量代码定义了在测试电流（350mA）下的保证最小光输出。“3K”分档的最小值为800流明，而“3L”分档的最小值为900流明。您应根据设计所需的最低亮度来选择分档。实际部件的光通量将等于或高于此最小值。

10. 设计案例研究：高棚灯

场景：为工业仓库设计一个150W的高棚灯，目标地面照度为200勒克斯。
设计流程：
1. 光通量需求：根据面积和目标勒克斯计算所需总流明。确定所需LED数量，需考虑光学系统效率和随时间的光衰。
2. 电气设计：将LED排列成串并联配置，以匹配恒流驱动器的电压和电流输出。例如，10个LED串联（总V_F约280V），每串以350mA驱动，多串并联。
3. 热设计：使用具有高性能介电层的金属基板PCB（MCPCB）。将MCPCB安装到大型铝翅片散热器上。进行热仿真或计算，以验证在45°C环境温度下Tj<100°C。
4. 光学设计：选择二次反射器或透镜以实现所需的光束模式（例如，用于宽广均匀覆盖的V型分布）。
此案例突出了围绕核心LED规格进行电气、热学和光学设计的整合。

11. 技术原理介绍

像9292系列这样的白光LED基于荧光粉转换原理工作。器件的核心是一个半导体芯片（通常基于InGaN），当正向偏置时发出蓝光（电致发光）。这束蓝光部分被沉积在芯片上或周围的黄色（通常还有红色）荧光粉层吸收。荧光粉以更长的波长重新发射光。剩余的蓝光与来自荧光粉的宽谱黄/红光相结合，被人眼感知为白光。蓝光与荧光粉转换光的比例决定了白光输出的相关色温（CCT）。陶瓷封装主要作为一个机械坚固且导热的平台，用于安装芯片和荧光粉，促进高效的热量提取，这对于维持荧光粉效率和芯片性能至关重要。

12. 行业趋势与发展

高功率LED市场持续向更高光效（每瓦流明）、更佳色彩质量（更高CRI和R9值）和更高可靠性发展。与9292等陶瓷封装LED相关的趋势包括：
功率密度提升：从相同或更小的封装尺寸中输出更多光，要求热管理材料不断改进。
色彩调谐：可调白光系统的增长，这可以通过多通道陶瓷封装或用于混光的精确单CCT分档来实现。
植物照明：对具有针对植物生长优化的特定光谱输出的LED需求增加，推动了对能够处理定制荧光粉混合物的坚固封装的需求。
先进热材料：开发具有更低热阻的陶瓷复合材料和直接键合金属基板。
标准化：行业持续努力标准化封装尺寸、光度测试和寿命报告，以简化工程师的设计和比较工作。